JP2018091199A - Impeller, water heater, resin molding die, and method of manufacturing impeller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、羽根車、給湯器、樹脂成形用金型、および羽根車の製造方法に関する。 The present invention relates to an impeller, a hot water heater, a resin molding die, and an impeller manufacturing method.
羽根車は、回転軸を中心として回転する回転体である。回転体の形状に歪みがある場合、振動や騒音が発生したり、送風性能が低下したりする。振動の発生に起因して羽根車自身が破損する場合もある。このように、羽根車の形状に歪みがあることにより、安定的な送風性能の発揮が難しくなることから、その形状においては、歪みが十分に低減される必要がある。 The impeller is a rotating body that rotates about a rotation axis. When the shape of the rotating body is distorted, vibration and noise are generated, or the air blowing performance is reduced. The impeller itself may be damaged due to the occurrence of vibration. Thus, since distortion of the shape of an impeller makes it difficult to exhibit stable blowing performance, the shape needs to be sufficiently reduced in distortion.
たとえば特開2016−044622号公報(特許文献1)には、シュラウドと第1羽根とを有する第1部材と、主板と第2羽根とを有する第2部材とを備える、樹脂製の羽根車が開示されている。特許文献1においては、樹脂成形用金型を用いる樹脂成形法により、第1部材と第2部材とがそれぞれ一体的に形成された後、超音波溶着法により両部材が溶着されることによって、安定的な送風性能を発揮する羽根車が製造されている。 For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2006-044622 (Patent Document 1) discloses a resin impeller that includes a first member having a shroud and first blades and a second member having a main plate and second blades. It is disclosed. In Patent Document 1, after the first member and the second member are integrally formed by a resin molding method using a resin molding die, both members are welded by an ultrasonic welding method. Impellers that exhibit stable blowing performance are manufactured.
ところで、製造コストの観点から、樹脂成形法のみによって羽根車を一体的に形成する技術が求められている。 By the way, from the viewpoint of manufacturing cost, a technique for integrally forming an impeller only by a resin molding method is required.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂により一体的に形成された羽根車であって、安定的な送風性能を発揮する羽根車、給湯器、樹脂成形用金型、および羽根車の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is an impeller integrally formed of resin, an impeller that exhibits stable blowing performance, a water heater, and a resin molding It is providing the manufacturing method of a metal mold | die and an impeller.
本発明の羽根車は、樹脂により一体的に形成された羽根車であって、環状のシュラウドと、中心部分にボス部を有する主板と、複数の羽根と、を備える。羽根のそれぞれは、シュラウドと主板とをつなぐように、シュラウドと主板との間に配置されている。シュラウドは、複数の第1ゲート跡部を有し、主板は、複数の第2ゲート跡部を有する。 An impeller according to the present invention is an impeller integrally formed of resin, and includes an annular shroud, a main plate having a boss portion at a central portion, and a plurality of blades. Each of the blades is disposed between the shroud and the main plate so as to connect the shroud and the main plate. The shroud has a plurality of first gate trace portions, and the main plate has a plurality of second gate trace portions.
本発明の羽根車は、羽根車の形状に対応したキャビティを有する樹脂成形用金型を用いて一体的に形成することができる。特に、上記羽根車において、シュラウドに複数の第1ゲート跡部が存在し、かつ主板に複数の第2ゲート跡部が存在することから、当該羽根車を製造するための樹脂成形用金型は、シュラウドの形状に対応するキャビティ(以下、「シュラウド用キャビティ」ともいう)に通じるゲートと、主板の形状に対応するキャビティ(以下、「主板用キャビティ」ともいう)に通じるゲートとを備えることが理解される。 The impeller of the present invention can be integrally formed using a resin molding die having a cavity corresponding to the shape of the impeller. In particular, in the impeller, since a plurality of first gate traces are present on the shroud and a plurality of second gate traces are present on the main plate, the resin molding die for manufacturing the impeller is a shroud. It is understood that a gate that leads to a cavity corresponding to the shape of the main plate (hereinafter also referred to as a “cavity for shroud”) and a gate that leads to a cavity corresponding to the shape of the main plate (hereinafter also referred to as “cavity for the main plate”) are understood. The
仮に、シュラウド用キャビティに通じるゲートのみを備える樹脂成形用金型を用いて羽根車を作製する場合、ゲートからキャビティに注入された樹脂は、シュラウド用キャビティから羽根の形状に対応するキャビティ(以下、「羽根用キャビティ」ともいう)を通じで、主板用キャビティに充填されることとなる。この場合、主板用キャビティに到達する樹脂の量は不十分となり易く、これに伴い、主板用キャビティにおける樹脂密度が不均一となる。樹脂密度が不均一な主板は、硬化時に不均一に収縮することとなるため、硬化後において歪みを含む。 If an impeller is manufactured using a resin molding die having only a gate that leads to a shroud cavity, the resin injected from the gate into the cavity is a cavity corresponding to the shape of the blade from the shroud cavity (hereinafter, The main plate cavity is filled through the “blade cavity”. In this case, the amount of resin that reaches the main plate cavity tends to be insufficient, and accordingly, the resin density in the main plate cavity becomes non-uniform. Since the main plate having a non-uniform resin density shrinks non-uniformly during curing, the main plate includes distortion after curing.
これに対し、本発明の羽根車では、上記のとおり、シュラウド用キャビティに通じるゲートと、主板用キャビティに通じるゲートとを有する樹脂成形用金型を用いて作製されたものである。したがって、本発明の羽根車においては、主板における樹脂密度の不均一性が低減されており、これによって形状の歪みが低減または解消され、もって安定的な送風性能を発揮することができる。 On the other hand, as described above, the impeller of the present invention is manufactured using a resin molding die having a gate that leads to the shroud cavity and a gate that leads to the main plate cavity. Therefore, in the impeller of the present invention, the non-uniformity of the resin density in the main plate is reduced, whereby the distortion of the shape is reduced or eliminated, and a stable blowing performance can be exhibited.
上記羽根車において、シュラウドは、第1面と、該第1面と反対側の第2面とを有し、主板は、第2面と対向する第3面と、該第3面と反対側の第4面とを有する。第1ゲート跡部および第2ゲート跡部のそれぞれは、第1面および第3面に位置する。この場合、樹脂成形用金型内における、シュラウド用キャビティに通じる第1ゲートの配置位置と、主板用キャビティに通じる第2ゲートの配置位置とのそれぞれを、近づけることができる。このため、樹脂成形用金型の構成を簡素化することができ、もって羽根車の製造コストを低減することができる。 In the impeller, the shroud has a first surface and a second surface opposite to the first surface, and the main plate has a third surface facing the second surface, and the opposite side to the third surface. And a fourth surface. The first gate trace portion and the second gate trace portion are located on the first surface and the third surface, respectively. In this case, in the resin molding die, the arrangement position of the first gate that communicates with the shroud cavity and the arrangement position of the second gate that communicates with the main plate cavity can be brought close to each other. For this reason, the structure of the resin molding die can be simplified, and the manufacturing cost of the impeller can be reduced.
上記羽根車において、シュラウドは開口部を有し、羽根車の軸方向から見た平面視において、主板は、開口部に内包される。これにより、樹脂成形用金型の形状を簡素化することができ、もって羽根車の製造コストを低減することができる。また製造歩留まりを向上させることができる。 In the impeller, the shroud has an opening, and the main plate is included in the opening in a plan view as viewed from the axial direction of the impeller. Thereby, the shape of the resin molding die can be simplified, and the manufacturing cost of the impeller can be reduced. Further, the manufacturing yield can be improved.
上記羽根車は、羽根車の軸方向から見た平面視において、第2ゲート跡部は、第1ゲート跡部よりも軸心側に位置する。これにより、樹脂成形用金型の形状を簡素化することができ、もって羽根車の製造コストを低減することができ、また製造歩留まりを向上させることも可能となる。 The said impeller is located in the axial center side rather than a 1st gate trace part in the planar view seen from the axial direction of the impeller. As a result, the shape of the resin molding die can be simplified, the manufacturing cost of the impeller can be reduced, and the manufacturing yield can be improved.
上記羽根車において、ウェルドラインは主板に位置する。この場合、ウェルドラインの存在に起因する破損の発生を低減することができる。 In the impeller, the weld line is located on the main plate. In this case, the occurrence of breakage due to the presence of the weld line can be reduced.
上記羽根車において、第1ゲート跡部は、羽根とシュラウドとの接続部の真上に位置する。これにより、製造時において、樹脂を羽根用キャビティ内に十分かつ均一に充填させることができるため、各羽根の形状の均一性を高めることができる。 In the impeller, the first gate trace is located immediately above the connection between the blade and the shroud. Thereby, since the resin can be sufficiently and uniformly filled in the blade cavity at the time of manufacturing, the uniformity of the shape of each blade can be improved.
上記羽根車において、第1ゲート跡部の寸法は、第2ゲート跡部の寸法よりも大きい。ゲートからキャビティ内に流れ込む樹脂の流量は、ゲート跡部の寸法の大きさに比例する傾向がある。すなわちこの羽根車は、第1ゲートから比較的高い流量で樹脂(以下、「第1樹脂」ともいう)が注入され、第2ゲートから比較的低い流量で樹脂(以下、「第2樹脂」ともいう)が注入されることによって製造されたものである。この場合、第1樹脂および第2樹脂の合流位置が、羽根用キャビティではなく、主板用キャビティとなるように調製することが容易となる。換言すれば、この羽根車によれば、ウェルドラインを主板に位置させることができるため、ウェルドラインに起因する破損の発生を抑制することができる。 In the above impeller, the dimension of the first gate trace is larger than the dimension of the second gate trace. The flow rate of the resin flowing into the cavity from the gate tends to be proportional to the size of the gate trace. That is, in this impeller, resin (hereinafter also referred to as “first resin”) is injected from the first gate at a relatively high flow rate, and resin (hereinafter referred to as “second resin”) at a relatively low flow rate from the second gate. Is manufactured by being injected. In this case, it becomes easy to prepare so that the joining position of the first resin and the second resin is not the blade cavity but the main plate cavity. In other words, according to this impeller, since the weld line can be positioned on the main plate, occurrence of breakage due to the weld line can be suppressed.
上記羽根車において、第1ゲート跡部の数は、第2ゲート跡部の数よりも大きい。これにより、第1ゲートからシュラウド用キャビティに流れ込む樹脂の流量を、第2ゲートから主板用キャビティに流れ込む樹脂の流量よりも大きくすることができる。この場合、第1樹脂および第2樹脂の合流位置が、羽根用キャビティではなく、主板用キャビティとなるように調製することが容易となる。換言すれば、この羽根車によれば、ウェルドラインを主板に位置させることができるため、ウェルドラインに起因する破損の発生を抑制することができる。 In the impeller, the number of first gate trace portions is larger than the number of second gate trace portions. Thereby, the flow rate of the resin flowing from the first gate into the shroud cavity can be made larger than the flow rate of the resin flowing from the second gate into the main plate cavity. In this case, it becomes easy to prepare so that the joining position of the first resin and the second resin is not the blade cavity but the main plate cavity. In other words, according to this impeller, since the weld line can be positioned on the main plate, occurrence of breakage due to the weld line can be suppressed.
また本発明の給湯器は、上記の羽根車を備える。上記の羽根車は、安定的な送風性能を発揮することができるため、これを備える給湯器によれば、安定的な給湯が可能となる。 Moreover, the water heater of this invention is equipped with said impeller. Since said impeller can exhibit the stable ventilation performance, according to the water heater provided with this, stable hot water supply is attained.
また本発明の樹脂成形用金型は、上記羽根車を製造するための樹脂成形用金型であって、羽根車に対応するキャビティと、キャビティのうちシュラウドに対応する位置に設けられた第1ゲートと、キャビティのうち主板に対応する位置に設けられた第2ゲートと、を備える。この樹脂成形用金型によれば、上記羽根車を作製することができる。 The resin molding die of the present invention is a resin molding die for manufacturing the impeller, and includes a cavity corresponding to the impeller and a first of the cavities corresponding to the shroud. A gate, and a second gate provided at a position corresponding to the main plate in the cavity. According to this resin molding die, the impeller can be manufactured.
また本発明の羽根車の製造方法は、上記樹脂成形用金型を準備する工程と、第1ゲートおよび第2ゲートを介して、キャビティに樹脂を注入する工程とを備える。この羽根車の製造方法によれば、上記羽根車を製造することができる。 The impeller manufacturing method of the present invention includes a step of preparing the resin molding die and a step of injecting resin into the cavity through the first gate and the second gate. According to this impeller manufacturing method, the impeller can be manufactured.
以上説明したように、本発明によれば、樹脂により一体的に形成された羽根車であって、安定的な送風性能を発揮する羽根車、給湯器、樹脂成形用金型、および羽根車の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, an impeller integrally formed of resin, which is an impeller, a water heater, a resin molding die, and an impeller that exhibits stable blowing performance. A manufacturing method can be provided.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。また各図において、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals represent the same or corresponding parts. In addition, dimensional relationships such as length, width, thickness, and depth are changed as appropriate for clarity and simplification of the drawings, and do not represent actual dimensional relationships. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and the description is not repeated.
〈羽根車の構成〉
図1〜図4を参照しながら、本実施形態の羽根車について説明する。図1〜図4に示される羽根車10は、樹脂により一体成形された一体成形品であって、環状のシュラウド1と、主板2と、複数の羽根4と、を主に備えている。
<Composition of impeller>
The impeller of this embodiment is demonstrated referring FIGS. 1-4. The
シュラウド1は、第1面1Aと、第1面1Aと反対側の第2面1Bとを有し、その中央部分に開口部1Cを有する。一般的に羽根車の「シュラウド」の形状は、羽根と羽根との間を通る気体の流れの妨げとならないように、覆う羽根の高さに沿うように形成される。本実施形態のシュラウド1は、羽根車10の軸方向から見た平面視において、円環形状を有しており、軸方向に平行な断面において、傾斜に絞りの入った円錐台形状を有する。
The shroud 1 has a
なお羽根車10の軸方向とは、羽根車10の回転動作における中心軸に沿う方向を意味する。図1〜図4において、中心軸を一点鎖線Xで示す。またシュラウド1の形状に関し、羽根車10としての動作が可能な環状であればよく、円環形状に限られるものではない。ただし、送風性能の観点からは、円環形状であることが好ましい。
The axial direction of the
シュラウド1はさらに、複数の第1ゲート跡部1Dを有する。本実施形態においては、シュラウド1の第1面1Aに第1ゲート跡部1Dが位置しており、かつ周上に等間隔に位置している。また図2に示されるように、各第1ゲート跡部1Dは、各羽根4とシュラウド1との接続部の真上に位置している。
The shroud 1 further includes a plurality of first gate trace portions 1D. In this embodiment, the 1st gate trace part 1D is located in the
主板2は、シュラウド1の第2面1Bと対向する第3面2Aと、第3面2Aと対向する第4面2Bとを有し、その中心部分にボス部3を有する。ボス部3の中心部には、第3面2A側から第4面2B側にまで貫通する軸受孔3aが設けられている。
The
本実施形態において主板2は、軸方向から見た平面視において、中心部分に軸受孔3aが設けられた円盤形状を有しており、軸方向に平行な断面において、傾斜に絞りの入った円錐台形状を有する。
In the present embodiment, the
主板2はさらに、複数の第2ゲート跡部2Dを有する。本実施形態においては、主板2の第3面2Aに第2ゲート跡部2Dが位置しており、かつ周上に等間隔に位置している。また図1および図2に示されるように、各第2ゲート跡部2Dは、主板2のうち、羽根4が延在していない領域である内周側に位置している。
The
また軸方向から見た平面視において、主板2はシュラウド1の開口部1Cに内包されるように位置している。すなわち主板2の外形は、開口部1Cの外形よりも小さい。
Further, the
羽根4は、シュラウド1と主板2とをつなぐように、シュラウド1と主板2との間に配置されている。具体的には、羽根4は、シュラウド1の第2面1Bの外周側から内周側に延在し、さらに主板2の第1面1Aの外周側にまで延在することにより、主板2に到達している。なお、羽根4はそれぞれ個別に存在しており、互いに接することはない。
The
羽根4の突出し方向の高さ(図4の上下方向の幅)に関し、シュラウド1の外周側から内周側に向けて、連続的に(比較的なだらかに)大きくなり、シュラウド1の内周側から主板2の外周側に到達するまでの間に連続的に(比較的急に)小さくなる。
The height of the
このような構成の羽根4を備える羽根車10は、羽根4の延在方向の長さによって送風力を稼ぐものであり、羽根の突出し方向の高さによって送風力を稼ぐシロッコファンとは異なるものである。
The
また本実施形態の羽根車10は、外縁リング5をさらに備える。外縁リング5は、羽根車10の軸方向から見た平面視において、円環形状を有しており、かつシュラウド1を内包するように位置している。外縁リング5には、各羽根4の端部がつながっている。
The
〈羽根車を備える給湯器〉
本実施形態の羽根車10を備える給湯器の一例について、図5を用いて説明する。図5の給湯器100において、羽根車10は、ファン20のファンケース内に配置されることとなる。
<Water heater with impeller>
An example of the water heater provided with the
図5を参照し、給湯器100は、給湯経路と、風呂循環経路と、注湯経路と、ドレン排出経路とを主に有している。すなわち給湯器100は、風呂給湯器である。
Referring to FIG. 5,
上記給湯器100の給湯経路は、上水を加熱する経路である。この給湯経路は、1次熱交換器40A、2次熱交換器50A、燃焼装置60A、配管71〜73、分配弁74などにより構成されている。
The hot water supply path of the
配管71の一方端は、入水口を有している。入水口は、上水道に接続されている。配管71の他方端は、2次熱交換器50Aの一方端に接続されている。2次熱交換器50Aの他方端は、1次熱交換器40Aの一方端に接続されている。1次熱交換器40Aの他方端は、配管72の一方端に接続されている。配管72の他方端は、給湯器100の外部のカランなどに接続されている。分配弁74は、配管71に接続されている。分配弁74と配管72とが配管73により接続されている。
One end of the
熱交換器40Aの近傍には、燃焼装置60Aが配置されている。燃焼装置60Aは、複数の燃焼管61を有している。
A
また上記給湯器100の風呂循環経路は、浴槽90中の湯水を加熱する経路である。この風呂循環経路は、ファン20、1次熱交換器40B、2次熱交換器50B、燃焼装置60B、配管82、83、循環ポンプ84などにより構成されている。
The bath circulation path of the
配管82の一方端は2次熱交換器50Bの一方端に接続されている。2次熱交換器50Bの他方端は、1次熱交換器40Bの一方端に接続されている。1次熱交換器40Bの他方端は、配管83の一方端に接続されている。配管82の他方端および配管83の他方端の各々は、浴槽90に配置された循環アダプタ91に接続されている。配管82には循環ポンプ84が設けられている。
One end of the
熱交換器40Bの近傍には、燃焼装置60Bが配置されている。燃焼装置60Bは、複数の燃焼管61を有している。
A
また上記給湯器100の注湯経路は、上記給湯経路から風呂循環経路に湯水を流入させる経路である。この注湯経路は、注湯電磁弁76、逆止弁77、78、大気開放弁79、配管75、80、81などにより構成されている。
The hot water supply path of the
給湯経路の配管72から分岐された配管81は、風呂循環経路の循環ポンプ84に接続されている。この配管81には、注湯電磁弁76、逆止弁77および逆止弁78が、この順番で配置されている。逆止弁77と逆止弁78との間の配管81の経路には、大気開放弁79が接続されている。
A
大気開放弁79は、配管75を通じて与えられる配管71中の流体の圧力に応動して開閉可能である。そして大気開放弁79が開動作した場合、大気開放弁79は、逆止弁77と逆止弁78との間の配管81の経路から流体を配管80を通じて給湯器100の外部へ排出可能である。
The
また上記給湯器100のドレン排出経路は、2次熱交換器50A、50Bで生じたドレンを給湯器100の外部へ排出するための経路である。このドレン排出経路は、ドレンタンク86、配管85、87などにより構成されている。2次熱交換器50A、50Bで生じたドレンは配管85を通じてドレンタンク86に貯留可能である。ドレンタンク86内のドレンは、配管87を通じて給湯器100の外部へ排出可能である。
The drain discharge path of the
なお上記燃焼装置60Aは、複数の燃焼領域BR1、BR2、BR3を有している。これらの燃焼領域BR1、BR2、BR3は、それぞれ互いに異なるタイミングあるいは、同時に燃焼動作を行なうことが可能である。
The
具体的には、燃焼領域BR2は、燃焼領域BR1と異なるタイミングで燃焼動作が可能である。また燃焼領域BR3は、燃焼領域BR1、BR2の各々と異なるタイミングで燃焼動作が可能である。 Specifically, the combustion region BR2 can perform a combustion operation at a timing different from that of the combustion region BR1. The combustion region BR3 can perform a combustion operation at a timing different from each of the combustion regions BR1 and BR2.
また燃焼装置60Bは、たとえば単一の燃焼領域BR4よりなっている。ただし燃焼装置60Bは、燃焼装置60Aと同様、複数の燃焼領域よりなっていてもよい。
The
燃焼装置60A、60Bの各々には、ガス管65が接続されている。ガス管65は、燃焼装置60A、60Bの各々に燃料ガスを供給するためのものである。ガス管65には、元ガス電磁弁64およびガス比例弁63が接続されている。
A
またガス管65は、たとえば4経路に分岐している。4経路の分岐したガス管65の各々は、燃焼領域BR1、BR2、BR3、BR4の各々に接続されている。分岐したガス管65の各々には、電磁弁62a〜62dの各々が接続されている。この電磁弁62a〜62dの各々の開閉動作によって、分岐したガス管65の各々への燃料ガスの供給を制御することができる。このように電磁弁62a〜62dの各々の開閉状態を独立に制御することで、燃焼領域BR1〜BR4の各々の燃焼状態を独立に調節することが可能である。
Further, the
〈羽根車を製造するための樹脂成形用金型〉
図6を参照しながら、本実施形態の羽根車の製造方法に用いられる樹脂成形用金型について説明する。
<Mold for resin molding to manufacture impeller>
With reference to FIG. 6, a resin molding die used in the manufacturing method of the impeller of this embodiment will be described.
図6に示される樹脂成形用金型200は、第1金型210と、第2金型220とを有する。樹脂成形用金型200内には、羽根車10の形状に対応するキャビティ230が形成されている。また樹脂成形用金型200内には、キャビティ230のうち、シュラウドに対応する位置、すなわち、シュラウド用キャビティに連通するように設けられた第1ゲート240aと、主板に対応する位置、すなわち、主板用キャビティに連通するように設けられた第2ゲート240bとが形成されている。
A resin molding die 200 shown in FIG. 6 includes a
また第1ゲート240aは、シュラウド用キャビティのうち羽根用キャビティとの接続部分の真上に位置する部分に配置されている。さらに、第1ゲート240aのそれぞれは、円環状のシュラウド用キャビティ上に周上に配置されており、第2ゲート240bのそれぞれは、円盤状の主板用キャビティ上に周上に配置されている。
The
図6に示されるように、第1ゲート240aおよび第2ゲート240bは、それぞれピンゲートである。また本実施形態においては、第1ゲート240aの径方向の寸法W1が、第2ゲート240bの径方向の寸法W2よりも大きくなるように設計されている。
As shown in FIG. 6, each of the
図6において、第1金型210および第2金型220は、それぞれ一体として図示されるが、各金型は、たとえばエジェクターピンの配置を考慮し、複数の部材から構成されていてもよい。なお図6においては、第1ゲート240aおよび第2ゲート240bから注入された樹脂が、キャビティ230を充填している状態が示されている。
In FIG. 6, the
〈羽根車の製造方法〉
上述の樹脂成形用金型を用いて本実施形態の羽根車を製造する製造方法について説明する。
<Manufacturing method of impeller>
The manufacturing method which manufactures the impeller of this embodiment using the above-mentioned resin mold is demonstrated.
まず、上記の樹脂成形用金型を準備する。次に、第1ゲート240aおよび第2ゲート240bからキャビティ230内に樹脂を注入する。
First, the above resin molding die is prepared. Next, resin is injected into the
これにより、第1ゲート240aを介してシュラウド用キャビティに流入した第1樹脂は、シュラウド用キャビティ内に充填されていく。第1樹脂のうち、シュラウド用キャビティを通過した第1樹脂は、羽根用キャビティに流入し、羽根用キャビティ内に充填されていく。第1樹脂のうち羽根用キャビティを通過した第1樹脂は、引き続き主板用キャビティに流入する。一方、第2ゲート240bを介して主板用キャビティに流入した第2樹脂は、主板用キャビティに充填されていく。
As a result, the first resin that has flowed into the shroud cavity via the
ここで、第2樹脂が羽根用キャビティに流入しないように、すなわち、第1樹脂がシュラウド用キャビティおよび羽根用キャビティを充填するように、各樹脂の流入量および/または流入速度を制御することが好ましい。羽根車10におけるウェルドラインの発生位置を、羽根4ではなく、主板2とするためである。
Here, the inflow amount and / or the inflow speed of each resin may be controlled so that the second resin does not flow into the blade cavity, that is, the first resin fills the shroud cavity and the blade cavity. preferable. This is because the weld line occurrence position in the
たとえば、任意の一の第1ゲート240aの寸法W1が、任意の一の第2ゲート240bの寸法W2よりも大きい場合、その一の第1ゲート240aから流入する第1樹脂の流量(ml/min)は、その一の第2ゲート240bから流入する第2樹脂の流量(ml/min)よりも大きくなる。また第1ゲート240aの数が第2ゲート240bの数よりも大きい場合、全ての第1ゲート240aから流入する第1樹脂の総流量は、全ての第2ゲート240bから流入する第2樹脂の総流量よりも大きくなる。なお、シュラウド用キャビティの体積および羽根用キャビティの体積の合計体積と、主板用キャビティの体積との比を考慮して、各樹脂の流入量を調整する必要がある。
For example, if the dimension W 1 of any one
用いる樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、シンジオタクティックポリスチレン(SPS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂、メタクリルスチレン(MS)樹脂、メタクリル樹脂、AS樹脂(スチレンアクリロニトリルコポリマー)、ABS樹脂(アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)を挙げることができる。また、繊維状のフィラーを含む樹脂を用いてもよい。フィラーとしては、ガラス繊維を挙げることができる。 Examples of the resin used include fluorine such as polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PPS), syndiotactic polystyrene (SPS), polyvinyl chloride (PVC), phenol resin, epoxy resin, silicone resin, and polytetrafluoroethylene. Resin, unsaturated polyester resin, melamine resin, polycarbonate resin, methacryl styrene (MS) resin, methacryl resin, AS resin (styrene acrylonitrile copolymer), ABS resin (acrylonitrile, butadiene, styrene copolymer synthetic resin), polyethylene, polypropylene, polystyrene And polyethylene terephthalate (PET). Moreover, you may use resin containing a fibrous filler. An example of the filler is glass fiber.
キャビティ230内の全てに樹脂が充填された後、樹脂の硬化を待って、樹脂成形用金型から樹脂成形体が取り出される。取り出された樹脂成形体のうち、第1ゲート240aおよび第2ゲート240bに充填されて硬化した部分を除去する。以上により、樹脂成形体である羽根車10が製造される。
After all of the inside of the
以上、本実施形態の羽根車10、羽根車10を備える給湯器100、羽根車10を製造するための樹脂成形用金型200、および羽根車10の製造方法について詳述した。
As described above, the
このように、羽根車10は、樹脂成形用金型200を用いた上述の製造方法によって製造される樹脂成形体である。上述の製造方法によれば、通常、第1ゲート240aに充填されて硬化した樹脂の一部、および第2ゲート240bに充填されて硬化した樹脂の一部が、シュラウド1および主板2の各表面に残存する。各部分を完全に取り除くためには、緻密な研磨等が必要となり、製造コストの増大を引き起こすことから、産業的に実施されにくいためである。このような第1ゲート跡部1Dおよび第2ゲート跡部2Dは、目視により容易に確認することができる。
As described above, the
また、樹脂が繊維状のフィラーを含む場合には、顕微鏡を用いて繊維状のフィラーの拡散状態を観察することにより、第1ゲート跡部1Dおよび第2ゲート跡部2Dの存在を確認することもできる。
When the resin includes a fibrous filler, the presence of the first gate trace portion 1D and the second
具体的には、まずシュラウド1を切断して、軸方向に略平行なシュラウド1の断面を含む試料を作製する。次に、顕微鏡を用いてその断面を観察する。樹脂が繊維状のフィラーを含む場合、樹脂成形用金型を用いる樹脂成形法においては、樹脂内のフィラーは、比較的狭い各ゲートから、比較的広いキャビティに向かって放射状に広がるように拡散されていく。このため、上記断面を観察した場合に、シュラウド1の表面にフィラーの集束点が存在し、該収束点から離れるにつれてそのフィラーが放射状に拡散している領域が確認された場合には、該収束点を第1ゲート跡部1Dとみなすことができる。 Specifically, the shroud 1 is first cut to prepare a sample including a cross section of the shroud 1 substantially parallel to the axial direction. Next, the cross section is observed using a microscope. When the resin contains a fibrous filler, in the resin molding method using a resin molding die, the filler in the resin is diffused so as to spread radially from each relatively narrow gate toward a relatively wide cavity. To go. For this reason, when the cross section is observed, if a converging point of the filler exists on the surface of the shroud 1 and a region in which the filler diffuses radially as the distance from the converging point is confirmed, the convergence is confirmed. The point can be regarded as the first gate trace portion 1D.
同様に、主板2の断面を顕微鏡観察した際に、主板2の表面にフィラーの集束点が存在し、該収束点から離れるにつれてそのフィラーが放射状に拡散している領域が確認された場合には、該収束点を第2ゲート跡部2Dとみなすことができる。
Similarly, when a cross-section of the
〈作用効果〉
本実施形態の作用効果について説明する。
<Effect>
The effect of this embodiment is demonstrated.
樹脂は、一般的に硬化する際に収縮する傾向がある。たとえば、樹脂成形用金型を用いて樹脂成形体を一体成形するにあたって、キャビティ内に充填される樹脂の密度が不均一であると、樹脂の収縮の程度もまた不均一となってしまう。特に、羽根車のような周方向に面積が広がる形状の樹脂成形体においては、樹脂の収縮が不均一となると、反りのような歪みが生じやすい傾向がある。羽根車における形状の歪みは、送風性能の低下を引き起こす。 Resins generally tend to shrink when cured. For example, when the resin molding is integrally formed using a resin molding die, if the density of the resin filled in the cavity is non-uniform, the degree of resin shrinkage also becomes non-uniform. In particular, in a resin molded body having a shape whose area extends in the circumferential direction such as an impeller, if the resin contracts unevenly, distortion such as warpage tends to occur. The distortion of the shape in the impeller causes a reduction in the blowing performance.
仮に、シュラウド用キャビティに通じるゲートのみを有する樹脂成形用金型を用いて羽根車10のような構成の羽根車を作製すると、ゲートと主板用キャビティとの距離が遠いために、主板用キャビティに十分に樹脂が充填されず、結果的に、主板に歪みが生じてしまう。
If an impeller having a configuration like the
これに対し、本実施形態の樹脂成形用金型200は、シュラウド用キャビティに通じる第1ゲート240aに加えて、主板用キャビティに通じる第2ゲート240bを備える。この樹脂成形用金型200を用いて羽根車10を一体成形した場合、第1ゲート240aを介してシュラウド用キャビティに第1樹脂が注入されるとともに、第2ゲート240bを介してシュラウド用キャビティ内に第2樹脂が注入されることとなる。
On the other hand, the resin molding die 200 of this embodiment includes a
このため、従来のような主板用キャビティにおける樹脂の充填が不均一および/または不十分となる現象が抑制されることとなり、結果的に、主板2のおける歪みの発生が抑制された羽根車10が製造されることとなる。したがって羽根車10は、安定的な送風性能を発揮することができる。
For this reason, the phenomenon in which the resin filling in the main plate cavity is not uniform and / or insufficient as in the conventional case is suppressed, and as a result, the generation of distortion in the
また本実施形態の羽根車10において、第1ゲート跡部1Dは、シュラウド1の第1面1Aに位置し、第2ゲート跡部2Dは、主板2の第3面2Aに位置する。このような羽根車10は、図6に示すように、第1金型側に第1ゲート240aおよび第2ゲート240bが配置された、簡素化された構造の樹脂成形用金型200によって製造することができる。したがって、本実施形態の羽根車10によれば、製造コストを低減することができる。
In the
また本実施形態の羽根車10において、シュラウドは開口部1Cを有し、羽根車10の軸方向から見た平面視において、主板2は、開口部1Cに内包される。これにより、樹脂成形用金型200の形状を簡素化することができ、もって羽根車10の製造コストを低減することができ、また製造歩留まりを向上させることができる。
In the
また本実施形態の羽根車10は、羽根車10の軸方向から見た平面視において、第2ゲート跡部2Dは、第1ゲート跡部1Dよりも軸心側に位置する。これにより、樹脂成形用金型200の形状を簡素化することができ、もって羽根車10の製造コストを低減することができ、また製造歩留まりを向上させることができる。
Moreover, the
また本実施形態の羽根車10がウェルドラインを有する場合、該ウェルドラインは主板に位置することが好ましい。図2において、主板2がウェルドライン6を有する場合を図示している。ウェルドラインとは、樹脂成形用金型200のキャビティを流れる樹脂が合流した際に、合流する樹脂の表面がわずかに固化していることによって発生する細い線である。
Moreover, when the
ウェルドラインが発生している位置は、ウェルドラインが発生していない他の位置と比して強度が低くなる傾向がある。羽根車10においては、その形状上、羽根4の強度はシュラウド1や主板2の強度と比して低い傾向がある。このため、ウェルドライン6が羽根4に位置している場合、これに起因する羽根4の強度低下に伴い、羽根4が破損することが懸念される。
The position where the weld line is generated tends to be lower in strength than other positions where the weld line is not generated. In the
これに対し、羽根車10に存在するウェルドライン6が主板2に位置する場合、主板2の強度が比較的高いことから、ウェルドライン6に起因する破損の恐れはわずかである、またはない。このため、ウェルドライン6が主板2に位置する羽根車10は、ウェルドライン6に起因する破損の発生を抑制することができる。
On the other hand, when the weld line 6 existing in the
また本実施形態の羽根車10において、第1ゲート跡部1Dは、羽根4とシュラウド1との接続部の真上に位置する。これにより、製造時において、第1樹脂を羽根用キャビティ内に十分かつ均一に充填させることができ、もって羽根車10における羽根4の形状の均一性を高めることができる。羽根4の形状の均一性は、羽根車10の動バランス性の向上に結び付く。特に、第1ゲート跡部1Dの全てが、羽根4とシュラウド1との接続部の真上に位置することが好ましい。この場合、上記効果にさらに優れることとなる。
Further, in the
また本実施形態の羽根車10において、第1ゲート跡部1Dの寸法W1は、第2ゲート跡部2Dの寸法W2よりも大きい。この場合、羽根車10の製造時において、第1ゲート240aから比較的高い流量で第1樹脂を注入し、第2ゲート240bから比較的低い流量で第2樹脂を注入することが容易となる。これにより、第1樹脂と第2樹脂との合流位置を、主板用キャビティとすることができる。したがって、羽根4にウェルドラインが存在する恐れを低減することができる。
In the
また本実施形態の羽根車10において、第1ゲート跡部1Dの数は、第2ゲート跡部2Dの数よりも大きい。すなわち、樹脂成形用金型200において、第1ゲート240aの数は、第2ゲート240bの数よりも大きい。この場合、第1ゲート240aからシュラウド用キャビティに流れ込む第1樹脂の流量を、第2ゲート240bから主板用キャビティに流れ込む第2樹脂の流量よりも大きくすることができる。これにより、第1樹脂と第2樹脂との合流位置を、主板用キャビティとすることができる。したがって、羽根4にウェルドラインが存在する恐れを低減することができる。
Moreover, in the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 シュラウド、1A 第1面、1B 第2面、1C 開口部、1D 第1ゲート跡部、2 主板、2A 第3面、2B 第4面、2D 第2ゲート跡部、3 ボス部、3a 軸受孔、4 羽根、5 外縁リング、6 ウェルドライン、10 羽根車、20 ファン、40A,40B 1次熱交換器、50A,50B 2次熱交換器、60A,60B 燃焼装置、61 燃焼管、62a〜62d 電磁弁、63 ガス比例弁、64 元ガス電磁弁、65 ガス管、71〜73,75,80〜83,85,87 配管、74 分配弁、76 注湯電磁弁、77,78 逆止弁、79 大気開放弁、84 循環ポンプ、86 ドレンタンク、90 浴槽、91 循環アダプタ、100 給湯器、BR1,BR2BR3,BR4 燃焼領域、200 樹脂成形用金型、210 第1金型、220 第2金型、230 キャビティ、240a 第1ゲート、240b 第2ゲート。 1 shroud, 1A first surface, 1B second surface, 1C opening, 1D first gate trace, 2 main plate, 2A third surface, 2B fourth surface, 2D second gate trace, 3 boss, 3a bearing hole, 4 blades, 5 outer ring, 6 weld line, 10 impeller, 20 fan, 40A, 40B primary heat exchanger, 50A, 50B secondary heat exchanger, 60A, 60B combustion device, 61 combustion tube, 62a-62d electromagnetic Valve, 63 gas proportional valve, 64 source gas solenoid valve, 65 gas pipe, 71-73, 75, 80-83, 85, 87 piping, 74 distribution valve, 76 pouring solenoid valve, 77, 78 check valve, 79 Atmospheric release valve, 84 Circulation pump, 86 Drain tank, 90 Bathtub, 91 Circulation adapter, 100 Water heater, BR1, BR2BR3, BR4 Combustion region, 200 Resin molding mold, 210 1st metal mold | die, 220 2nd metal mold | die, 230 cavity, 240a 1st gate, 240b 2nd gate.
Claims (11)
環状のシュラウドと、
中心部分にボス部を有する主板と、
複数の羽根と、を備え、
前記羽根のそれぞれは、前記シュラウドと前記主板とをつなぐように、前記シュラウドと前記主板との間に配置されており、
前記シュラウドは、複数の第1ゲート跡部を有し、
前記主板は、複数の第2ゲート跡部を有する、羽根車。 An impeller integrally formed of resin,
An annular shroud;
A main plate having a boss portion in the center portion;
A plurality of blades,
Each of the blades is disposed between the shroud and the main plate so as to connect the shroud and the main plate.
The shroud has a plurality of first gate traces,
The main plate is an impeller having a plurality of second gate traces.
前記主板は、前記第2面と対向する第3面と、前記第3面と反対側の第4面とを有し、
前記第1ゲート跡部および前記第2ゲート跡部のそれぞれは、前記第1面および前記第3面に位置する、請求項1に記載の羽根車。 The shroud has a first surface and a second surface opposite to the first surface;
The main plate has a third surface facing the second surface, and a fourth surface opposite to the third surface,
2. The impeller according to claim 1, wherein each of the first gate trace portion and the second gate trace portion is located on the first surface and the third surface.
前記羽根車の軸方向から見た平面視において、前記主板は、前記開口部に内包される、請求項1または請求項2に記載の羽根車。 The shroud has an opening;
The impeller according to claim 1 or 2, wherein the main plate is included in the opening in a plan view as viewed from the axial direction of the impeller.
前記羽根車に対応するキャビティと、
前記キャビティのうち前記シュラウドに対応する位置に設けられた第1ゲートと、
前記キャビティのうち前記主板に対応する位置に設けられた第2ゲートと、を備える、樹脂成形用金型。 A mold for resin molding for manufacturing the impeller according to any one of claims 1 to 8,
A cavity corresponding to the impeller,
A first gate provided at a position corresponding to the shroud in the cavity;
A resin molding die comprising: a second gate provided at a position corresponding to the main plate in the cavity.
請求項10に記載の樹脂成形用金型を準備する工程と、
前記第1ゲートおよび前記第2ゲートを介して、前記キャビティに樹脂を注入する工程と、を備える羽根車の製造方法。 An impeller manufacturing method comprising:
Preparing a resin molding die according to claim 10;
And a step of injecting a resin into the cavity through the first gate and the second gate.
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